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Calcular automáticamente los parámetros morfométricos de una cuenca

La morfometría de una cuenca hidrográfica permite evaluar el funcionamiento de un sistema hidrológico en base a un conjunto de estimaciones lineales, de relieve y superficie, es una excelente herramienta en la planificación y toma de decisiones.

La metodología para la obtención de las características morfométricas y fisiográficas requiere mucha concentración y persistencia, pero si contamos con el software Idrisi y el módulo enfocado a la Gestión Integrada del Agua podemos calcular de forma automática.

Al final de esta entrada se muestra la metodología efectuada por medio de un videotutorial, los pasos usados para este ejercicio (descargar archivo de ejemplo) son los siguientes:

  • Obtener un DEM (modelo de elevación digital).
  • Determinar la cuenca de estudio.
  • Desde ArcGIS exportar DEM a IMG (la resolución debe estar en números enteros).
  • Crear proyecto en Idrisi (el módulo Gestión Integrada del Agua es gratuito y requiere tener instalado Idrisi).
  • Importar el archivo ráster y vector en Idrisi.
  • Reproyectar archivo ráster (DEM) en Idrisi (comprobar resolución).
  • Convertir archivo vector a ráster en Idrisi.
  • Calcular los parámetros morfométricos con Water cycle.

Parámetros morfométricos de cuenca hidrográfica

Los parámetros calculados por Idrisi se detallan a continuación:

  • Superficie de cuenca.
  • Perímetro de la cuenca.
  • Elevación media.
  • Pendiente media (grados).
  • Pendiente media (porcentaje).
  • Coeficiente de compacidad (Gravelius).
  • Relación circular.
  • Relación hipsométrica.
  • Longitud del eje del río principal.
  • Longitud directa del río principal.
  • Coeficiente de sinuosidad hidráulico.
  • Altitud inicial.
  • Altitud media.
  • Pendiente promedio del río principal.
  • Tiempo de concentración Kirpich.
  • Tiempo de concentración de California Highways and Public Works.
  • Índice de forma (Horton).
  • Relación de elongación.

Acotaciones (muy importantes).

  • Es necesario cambiar el formato numérico en la configuración regional de idioma de Windows, debe quedar como separador de decimales el punto (.), y separador de miles la coma ( , ).
  • Se puede obtener un DEM desde Aster GDEM.
  • El perímetro de cuenca se recomienda calcular con ArcGIS (usar un vector suavizado).

40 Comments

  1. Jose Luis Dijo:

    Excelente aporte Franz, Gracias!

  2. Jesus Angel Dijo:

    Genial.

  3. Adolfo López Dijo:

    Estimado Franz, muchas gracias por tu aporte, he seguido los pasos que mencionas en el vídeo y me ha ido de maravilla para realizar la caracterización morfométrica de una cuenca que estoy usando para mi tesis de grado. Agradezco el tiempo que dedicas para enseñarnos a quienes necesitamos apoyo en este tipo de tecnologías.

    Un saludo y un abrazo desde México.

    • Buen día Adolfo, me podrías indicar el procedimiento para los DEM de INEGI, he tratado cambiando proyección pero a la hora de abrir en IDRISI la resolución siempre es 1,1, agradecería mucho tu apoyo.

  4. Hola:

    No he podido instalar el módulo de Gestión Integrada del Agua, te agradecería me dijeras como le hiciste, ya que bajo el .exe lo corro abro Idrisi Selva y no esta, Abro Idrisi Selva con el acceso directo que genera el módulo y tampoco aparece.

    Gracias de antemano

    • Primero asegúrate haber descargado el módulo para Idrisi Selva (también existe para Taiga), en el momento de instalar debes fijarte que se instale el módulo dentro de la carpeta de instalación de Idrisi (en Archivos de Programa: módulo Taiga en Idrisi Taiga y módulo Selva en Idrisi Selva), luego ejecutas Idrisi (en algunos casos requiere reinicio).

      • Hola de nuevo, gracias por tu respuesta y efectivamente faltaba el modulo para Idrisi Selva. Ahora el problema que tengo, es en cellsize del DEM. Hice el ejercicio con tus archivos y salio perfectamente, Baje un DEM de mi zona de estudio de la pagina que me recomiendas y a la hora de abrirlo en ArcGis me sale el tamaño de XY: 0.00027777778, 0.00027777778, seguí el ejercicio pero a la hora de llegar en Water Cycle en Idrisi me marca error.

        ¿Qué crees que pueda ser, tengo que cambiar el cellsize, si es así como?

        Gracias.

        • Primero en ArcGIS reproyecta el DEM respecto a tu zona (WGS84 UTM Zone XX), luego lo exportas como IMG (no olvidar colocar tamaño de celda en números enteros) y sigues todo el procedimiento normal. Eso también me ha pasado, aunque se vea sencillo el procedimiento me dio muchos problemas hasta mostrar la forma más sencilla (pero si manejas bien Idrisi lo importas directamente al archivo TIF y recalculas el número de filas y columnas hasta obtener la precisión en números enteros) pienso que así sería más fácil sino me tocaría explicar como importar y hacer el calculo de la resolución en Idrisi, es un poco tedioso pero con dedicación sale.

          Si te quieres complicarte la vida como me gusta hacerlo: Importar el archivo TIF en Idrisi y calcula el tamaño de filas y columnas para una resolución determinada (30).

          Columnas (Columns) = X máximo – X mínimo / Resolución
          Filas (Rows) = Y máximo – Y mínimo / Resolución

          Ejemplo (para el ejercicio de esta entrada):

          Columnas = (685569.4375000 – 658539.4375000) / 30
          = 901
          Filas = (9590082.0000000 – 9573852.0000000) / 30
          = 541

          Ahora todos estos valores deben ir en los metadatos del ráster en Idrisi.

          • Saludos Franz, tengo igual inconveniente que Eduardo. Producir un vídeo de esta explicación seria fenomenal, y gracias por la atención y compartir su conocimiento.

  5. Estimado Franz, cuando importo a idrisi el dem que necesito trabajar, lo importa en un sistema de coordenadas totalmente distinto al original, no pasa lo mismo con el shape de la cuenca que calculé a partir de este dem, el resultado es que no me calcula los parámetros porque no tienen la misma referencia espacial aunque uno (shape) salió del otro (dem).

    Finalmente corrió el módulo solo con reiniciar la pc pero al finalizar el paso 5 de 5 me aparece el error “Invalid Floating Point Operation”

    Saludos cordiales.

    • Debes proyectar el DEM, también debes asegurarte que los archivos rásters cuenten con el mismo tamaño, resolución y proyección (en ese sentido Idrisi es muy estricto), luego de importar tu archivo SHP de vector lo debes transformar a ráster.

  6. Hi I find your video tutorial on topic “Delineate a watershed in ArcGIS” is very helpful , I am very thank full for that and also thanks to google language translator due which I able to read your Blog.

    Now I want to do morphological analysis, I gone though your example PDF, that one also in spanish and not able to get it, therefore if possible uplod english one, or upload video tutorial on morphological analysis.

    Thank you
    Vishal

    • Well, In a future I want to publish in English, but, now my pronunciation is very bad, while you can to try translate with Google.

  7. Buen día, Tengo un DEM referenciado con GCS_Geografica_ITRF_1992, posteriormente lo reproyecto a WGS_1984_UTM_Zone_15N, le aplico Fill, guardo esto como .img, claro checo que el tamaño de celda sea en número enteros, pero al abrir en IDRISI, siempre es 1, 1, calculo para que sea en números enteros y mayor y a la hora de cambiar el .SHP a RASTER, y darle que copie me dice que las proyecciones no corresponden, pero anteriormente ya realice la reproyección del .img, si pudieras ayudarme te lo agradecería mucho.

    • Supongo que estás exportando desde ArcMap, si es así una vez exportado el IMG cierra ArcMap, e importalo en Idrisi, ahora debes usar PROJECT es como decir indicarle a Idrisi la proyección (tanto en Input Reference System, y, Reference file for output result, colocas tu sistema de referencia en tu caso UTM-15N), bueno hay que aclarar que Idrisi es muy estricto, por esos todas las capas en las que vayas a trabajar deben tener exactamente el mismo tamaño de celda y extensión, puedes revisar detenidamente el vídeo para que tengas mayor seguridad.

  8. Salas Guerrero Dijo:

    Estimado Franz, gracias por el interés de mostrar tus trabajos que realizas, este me sirve de mucho para trabajar mi tesis, muy excelente.

  9. Cesar Alama Dijo:

    Hola amigo Franz tengo mucho interés en aprender a manejar el software IDRISI SELVA, este programa lo voy a utilizar y desconozco muchas cosas, voy a trabajar para una empresa y el requisito es el software ellos la van a comprar y por lo tanto tengo que estar al tanto de su uso y herramientas. Podrías enviarme un manual si hubiera algún vídeo mucho mejor, estoy muy agradecido te escribo por intermedio de un amigo que tu lo conociste el es mi promoción en la Universidad Nacional de Ucayali en Pucallpa – Perú.

    Estuve revisando uno de tus vídeos en el que muestra como calcular los parámetros morfométricos de una cuenca y esta muy interesante porque algo así va ser el trabajo que se va hacer.

    se despide un amigo de Perú.
    Cesar Augusto Alama Calderón

    • Puedes encontrar información en Clark Labs, Centro de Recursos Idrisi (México) o Idrisi Ecuador / CINFA-UNL.

  10. Hola Franz, gracias por el vídeo, Franz solo una pregunta , como determinar parte alta, media y baja de la cuenca, leí un articulo que esta en función del perfil del cauce principal, dinámica de sedimentos, orografía y clima, pero no me dice como hacerlo, tendrás alguna metodología clara sobre lo dicho, gracias por responder de antemano.

    • Puedes hacerlo mediante la presente entrada, o bien con las estadísticas del DEM (dentro de ArcMap).

  11. Hola, si me pudieras ayudar tengo unas dudas de como podría calcular la suma de las longitudes de los cursos que se integran en la cuenca, estoy utilizando el Idrisi Taiga y uno de los parámetros que ocupo es ese y no he podido sacarlo no se si me pudieras ayudar.

    • Para calcular la longitud usa el módulo PERIM, pero tu red hídrica debe estar como imagen ráster y bien reclasificada, mejor te recomiendo que hagas aquello en gvSIG o ArcGIS es más fácil y con mayor cantidad de opciones.

  12. Hola Franz, gracias por el vídeo, como hago para poder clasificar una cuenca en parte alta, media y baja, y poder decir por ejemplo: de tal cota inicia la parte media de la cuenca y en tal cota finaliza la parte media de al cuenca.

    • Eso depende como lo necesites clasificar, pero algo simple sería dividir en tres rangos altitudinales equidistantes, luego extraes sus valores, no te compliques (sino encuentras la metodología, propón una, eso si considera pendiente, uso del suelo, morfología, etc).

  13. Estimado: yo exporto el DEM como IMG o RST desde GMapper y especifico el tamaño en 27m (es un astergdem), pero al abrirlo en Idrisi me salen de 26 y fracción. ¿Cómo puedo arreglarlo? (en lo posible sin usar Arcgis ya que no lo tengo).

    • Todo lo puedes realizar directamente desde Idrisi sin usar un software externo (en esta entrada lo hice así, para omitir pasos y hacer sencillo el procedimiento). Lo que deberías hacer en Idrisi es importar directamente tu archivo TIF descargado desde AsterGDEM en el menú File -> Import -> Government / Data Provider Formats -> GeoTIFF/TIFF, una vez importado como ráster el DEM lo reproyectas en UTM desde el menú Reformat -> PROJECT, bien ahora calculas el número de columnas y filas para tu resolución de celda (en tu caso 27), Columnas (Columns) = X máximo – X mínimo / Resolución; Filas (Rows) = Y máximo – Y mínimo / Resolución, e introduces en los metadatos y actualizas, puedes ver el comentario de esta entrada con fecha 18 de julio.

      Te dejo un archivo de excel que he creado.
      https://sites.google.com/site/franzpc/Home/Calcular%20Resoluci%C3%B3n%20Idrisi.xlsx

  14. Hola no pude terminar el trabajo de levantamiento topográfico con la herramienta cogo ya que al crear 2 nuevas capas de dirección y distancia y al aplicar la herramienta cogo no me brindan los datos de cada vértice. gracias

    • Con dos capas te refieres a dos archivos SHP, si es así la información solo debe estar en un archivo, recuerda colocar el comentario en su respectiva entrada, esta es sobre parámetros morfométricos.

  15. Hola Franz, tengo un problema al momento de abrir el Dem en IDRISI, me sale de un solo color y veo que tiene valores negativos mínimos, mirando detenidamente tu video me di cuenta que mi Dem dice algo acerca de valores no data y están negativos y en tu DEM no sucede eso. Mi Dem lo descargue de AsterGDEM y le hice la respectiva proyección a Magna Colombia Oeste (mi región en planas), Agradezco de antemano tu opinión. Saludos! y gracias por tomarte el tiempo de hacer estos tutoriales.

  16. Hola Franz, ¿ArcGis no puede calcular los parámetros morfométricos de una cuenca?

    gracias por tu aporte.

  17. Saludos de Colombia gracias por el tiempo dedica en la realización de estos excelentes Tutoriales muy agradecido, son de gran ayuda para un buen número de personas.

  18. Excelente aporte, la verdad no soy muy seguidor de blog’s pero los aportes que das son muy buenos, soy estudiante de ingeniería geográfica en Perú y me han servido muchas de tus aplicaciones en el blog, ojala mas gente se interese por estos temas, muchas gracias por compartir tus conocimientos.

  19. Que tal Franz, un saludo cordial
    Quería hacerte una pregunta como puedo obtener un TIFF desde unas curvas de nivel. Tengo las curvas de nivel lo creo su Raster y la imagen Raster al exportarla a un TIFF el VALUE el mínimo se pone “cero” y el máximo 255 y no puedo trabajarlo, algún consejo o como poder sacar la imagen que necesito para poder delimitar la cuenca a partir de las curvas a nivel que tengo.
    GRACIAS!

  20. Gracias por el aporte amigo.

    Saludos

    Franklinlmc

  21. Estimado Franz, como no tengo el IDRISI, quería calcular el tiempo de concentración y coeficiente de almacenamiento de una cuenca con Geo-HMS en arcGIS, puedes explicarlo en algún post algo referente? Gracias de antemano por tu apoyo.

    • La verdad no manejo Geo-HMS, bueno Idrisi es más económico, con todo voy a probar con alguna licencia de evaluación para explorar el tema.

  22. Si es para delimitar la cuenca, creo un TIN a partir de la curvas de nivel, luego lo transformo a ráster (no necesariamente necesito en TIFF), pero si mismo deseas el TIFF en value debes asegurarte que tome los valores de altitud (Z).

  23. Gracias Franz, si no que lo que pasa que en IDRISI no me reconoce la imagen parece de un solo color toda la imagen o bien si aparece sale al lado izquierdo donde las altitudes otros valores negativos a que se deberá eso?

  24. Exporta en IMG, en realidad IDRISI tiene tanta restricción y “problemas” en la importación de archivos externos, también prueba tener cerrado ArcMap en el momento que intentes importar tu archivo.

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